Почти каждое вычислительное устройство нуждается в оперативной памяти. Посмотрите на ваше любимое устройство (например, смартфоны, планшеты, настольные компьютеры, ноутбуки, графические калькуляторы, телевизоры высокой четкости , портативные игровые системы и т. Д.), И вы должны найти некоторую информацию об оперативной памяти. Хотя все ОЗУ в основном служат одной и той же цели, в настоящее время обычно используется несколько различных типов:
- Статическая RAM (SRAM)
- Динамическая RAM (DRAM)
- Синхронное динамическое ОЗУ (SDRAM)
- Синхронное динамическое ОЗУ с одной скоростью передачи данных (SDR SDRAM)
- Синхронное динамическое ОЗУ с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM, DDR2, DDR3, DDR4)
- Синхронное динамическое ОЗУ с двойной скоростью передачи данных (GDDR SDRAM, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)
- Флэш-память
Оперативная память предоставляет компьютерам виртуальное пространство, необходимое для управления информацией и решения проблем в данный момент.
Назаретман / Getty Images
Что такое оперативная память?
Оперативная память означает оперативное запоминающее устройство и предоставляет компьютерам виртуальное пространство, необходимое для управления информацией и решения проблем в настоящий момент. Вы можете думать об этом как о бумаге для повторного использования, на которой вы будете писать карандашом заметки, цифры или рисунки. Если вам не хватает места на бумаге, вы зарабатываете больше, стирая то, что вам больше не нужно; ОЗУ ведет себя аналогично, когда ей требуется больше места для работы с временной информацией (т. Е. С запущенным программным обеспечением / программами). Большие листы бумаги позволяют вычеркнуть больше (и больше) идей за раз, прежде чем стирать; больше оперативной памяти внутри компьютеров разделяет аналогичный эффект.
Оперативная память имеет различные формы (то есть физическое подключение или взаимодействие с вычислительными системами), объемы (измеряемые в МБ или ГБ ), скорости (измеряемые в МГц или ГГц ) и архитектуры. Эти и другие аспекты важно учитывать при обновлении систем с ОЗУ, поскольку компьютерные системы (например, аппаратные средства, материнские платы) должны придерживаться строгих правил совместимости. Например:
- Компьютеры старого поколения вряд ли приспособят более поздние типы технологий оперативной памяти
- Память ноутбука не помещается на десктопах (и наоборот)
- ОЗУ не всегда обратно совместимо
- Система обычно не может смешивать и сочетать разные типы / поколения ОЗУ вместе
Статическая RAM (SRAM)
- Время на рынке: с 1990-х по настоящее время
- Популярные продукты с использованием SRAM: цифровые камеры, маршрутизаторы, принтеры, ЖК-экраны
SRAM, один из двух основных типов памяти (другой — DRAM), требует постоянного потока энергии для функционирования. Из-за постоянной мощности SRAM не нужно «обновлять» для запоминания сохраняемых данных. Вот почему SRAM называется «статическим» — никаких изменений или действий (например, обновление) не требуется, чтобы сохранить данные нетронутыми. Тем не менее, SRAM является энергозависимой памятью, что означает, что все данные, которые были сохранены, теряются после отключения питания.
Преимуществами использования SRAM (по сравнению с DRAM) являются более низкое энергопотребление и более высокая скорость доступа. Недостатками использования SRAM (по сравнению с DRAM) являются меньшие объемы памяти и более высокие затраты на производство. Из-за этих характеристик SRAM обычно используется в:
- Кэш процессора (например, L1, L2, L3)
- Буфер / кэш жесткого диска
- Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) на видеокартах
Динамическая RAM (DRAM)
- Время на рынке: с 1970-х до середины 1990-х
- Популярные продукты с использованием DRAM: игровые приставки, сетевое оборудование
DRAM, один из двух основных типов памяти (другой — SRAM), требует периодического «обновления» мощности для функционирования. Конденсаторы, которые хранят данные в DRAM, постепенно разряжают энергию; отсутствие энергии означает, что данные теряются. Вот почему DRAM называется «динамическим» — для сохранения данных необходимо постоянное изменение или действие (например, обновление). DRAM также является энергозависимой памятью, что означает, что все сохраненные данные теряются после отключения питания.
Преимущества использования DRAM (по сравнению с SRAM) заключаются в более низких затратах на производство и большей емкости памяти. Недостатками использования DRAM (по сравнению с SRAM) являются более медленные скорости доступа и более высокое энергопотребление. Из-за этих характеристик DRAM обычно используется в:
- Системная память
- Видео графическая память
В 1990-х годах была разработана расширенная динамическая оперативная память с выходом данных (EDO DRAM), за которой последовала ее эволюция — Burst EDO RAM (BEDO DRAM). Эти типы памяти были привлекательны благодаря повышенной производительности / эффективности при меньших затратах. Тем не менее, технология была устарела в результате разработки SDRAM.
Синхронное динамическое ОЗУ (SDRAM)
- Время на рынке: с 1993 года по настоящее время
- Популярные продукты с использованием SDRAM: компьютерная память, игровые приставки
SDRAM — это классификация DRAM, которая работает синхронно с тактовой частотой процессора , что означает, что она ожидает тактового сигнала, прежде чем ответить на ввод данных (например, пользовательский интерфейс). Напротив, DRAM является асинхронным, что означает, что он немедленно реагирует на ввод данных. Но преимущество синхронной работы состоит в том, что ЦП может параллельно обрабатывать перекрывающиеся инструкции, также известные как «конвейерная обработка» — возможность получать (читать) новую инструкцию до того, как предыдущая инструкция будет полностью разрешена (запись).
Хотя конвейерная обработка не влияет на время, необходимое для обработки инструкций, она позволяет одновременно выполнять больше инструкций. Обработка одной инструкции чтения и одной записи за такт приводит к более высокой общей скорости передачи / производительности ЦП. SDRAM поддерживает конвейеризацию благодаря тому, что ее память делится на отдельные банки, что и обусловило ее широкое предпочтение по сравнению с базовым DRAM.
Синхронное динамическое ОЗУ с одной скоростью передачи данных (SDR SDRAM)
- Время на рынке: с 1993 года по настоящее время
- Популярные продукты с использованием SDR SDRAM: компьютерная память, игровые приставки
SDR SDRAM — это расширенный термин для SDRAM — эти два типа являются одним и тем же, но чаще всего называют просто SDRAM. «Единая скорость передачи данных» указывает, как память обрабатывает одну инструкцию чтения и одну запись за такт. Эта маркировка помогает прояснить сравнение между SDR SDRAM и DDR SDRAM:
- DDR SDRAM по сути является разработкой SDR SDRAM второго поколения
Синхронное динамическое ОЗУ с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM)
- Время на рынке: с 2000 года по настоящее время
- Популярные продукты с использованием DDR SDRAM: компьютерная память
DDR SDRAM работает как SDR SDRAM, только в два раза быстрее. DDR SDRAM способна обрабатывать две инструкции чтения и две записи за такт (следовательно, «double»). Хотя функция DDR SDRAM аналогична, она имеет физические различия (184 контакта и один паз на разъеме) по сравнению с SDR SDRAM (168 контактов и две выемки на разъеме). DDR SDRAM также работает при более низком стандартном напряжении (2,5 В от 3,3 В), предотвращая обратную совместимость с SDR SDRAM.
- DDR2 SDRAM — это эволюционное обновление до DDR SDRAM. Несмотря на удвоение скорости передачи данных (обработка двух команд чтения и двух команд записи за такт), DDR2 SDRAM работает быстрее, поскольку может работать на более высоких тактовых частотах. Стандартные (не разогнанные ) модули памяти DDR работают с частотой 200 МГц, тогда как стандартные модули памяти DDR2 работают с частотой 533 МГц. DDR2 SDRAM работает при более низком напряжении (1,8 В) с большим количеством контактов (240), что предотвращает обратную совместимость.
- DDR3 SDRAM повышает производительность по сравнению с DDR2 SDRAM благодаря улучшенной обработке сигналов (надежность), большей емкости памяти, более низкому энергопотреблению (1,5 В) и более высоким стандартным тактовым частотам (до 800 МГц). Хотя DDR3 SDRAM имеет то же количество контактов, что и DDR2 SDRAM (240), все остальные аспекты препятствуют обратной совместимости.
- DDR4 SDRAM повышает производительность по сравнению с DDR3 SDRAM благодаря более продвинутой обработке сигналов (надежности), еще большей емкости памяти, еще более низкому энергопотреблению (1,2 В) и более высоким стандартным тактовым частотам (до 1600 МГц). DDR4 SDRAM использует 288-контактную конфигурацию, что также предотвращает обратную совместимость.
Синхронное динамическое ОЗУ с двойной скоростью передачи данных (GDDR SDRAM)
- Время на рынке: с 2003 года по настоящее время
- Популярные продукты с использованием GDDR SDRAM: видеокарты, некоторые планшеты
GDDR SDRAM — это тип DDR SDRAM, специально разработанный для рендеринга видео графики, обычно в сочетании с выделенным графическим процессором (графическим процессором) на видеокарте. Известно, что современные компьютерные игры выходят за рамки невероятно реалистичной среды высокой четкости, для чего часто требуются здоровенные системные характеристики и лучшее аппаратное обеспечение видеокарты (особенно при использовании дисплеев с высоким разрешением 720p или 1080p ).
- Подобно DDR SDRAM, GDDR SDRAM имеет собственную эволюционную линию (повышение производительности и снижение энергопотребления): GDDR2 SDRAM, GDDR3 SDRAM, GDDR4 SDRAM и GDDR5 SDRAM.
Несмотря на то, что они имеют очень похожие характеристики с DDR SDRAM, GDDR SDRAM не совсем то же самое. Существуют заметные различия в том, как работает GDDR SDRAM, особенно в том, что касается пропускной способности по сравнению с задержкой. Ожидается, что GDDR SDRAM будет обрабатывать огромные объемы данных (пропускную способность), но не обязательно на самых высоких скоростях (задержка) — представьте себе шоссе с 16 полосами, установленным на 55 миль в час. Для сравнения, ожидается, что DDR SDRAM будет иметь низкую задержку, чтобы немедленно реагировать на процессор — вспомним двухполосную магистраль, установленную на 85 миль в час.
Флэш-память
- Время на рынке: с 1984 года по настоящее время
- Популярные продукты, использующие флэш-память: цифровые камеры, смартфоны / планшеты, портативные игровые системы / игрушки
Флэш-память — это тип энергонезависимого носителя данных, который сохраняет все данные после отключения питания. Несмотря на название, флеш-память ближе по форме и работе (т.е. хранилище и передача данных) к твердотельным накопителям, чем вышеупомянутые типы ОЗУ. Флэш-память чаще всего используется в:
- Флешки
- Принтеры
- Портативные медиаплееры
- Карты памяти
- Малая электроника / игрушки
- КПК